數(shù)字電子技術課程設計報告--數(shù)字搶答器

1、<p>　　數(shù)字電子技術課程設計報告</p><p>　　設計課題：數(shù)字搶答器</p><p>　　專業(yè)班級：電子信息工程</p><p><b>　　學生姓名：</b></p><p><b>　　指導教師：</b></p><p>　　設計時間：2009.6&l

2、t;/p><p><b>　　數(shù)字搶答器的設計</b></p><p><b>　　設計者：</b></p><p><b>　　指導教師：</b></p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　關鍵詞 數(shù)字搶

3、答器</p><p>　　引言 通過設計數(shù)字搶答器可以了解熟悉集成電路的引腳安排，也可幫助我們掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。</p><p>　　1 設計任務與要求</p><p>　　(1) 設計數(shù)字搶答器；</p><p>　　(2) 設計可以預置時間的定時電路；</p><p>　　(3) 設計報警電路；

4、</p><p>　　(4) 設計時序控制電路；</p><p>　　2 方案設計與論證</p><p>　　設計制作一個可供八組參賽的數(shù)字式競賽搶答器,每組設置一個搶答按鈕，要求具有第一搶答信號的鑒別和鎖存功能，具有計分及計時功能，設置犯規(guī)報警電路。</p><p>　　數(shù)字搶答器總體方框圖如圖1所示</p><p&g

5、t;　　其工作原理為：接通電源后，主持人將開關撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間；主持人將開關置于“開始”狀態(tài)，宣布“開始”搶答器工作。定時器倒計時，揚聲器給出聲響提示。選手在定時時間內搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚聲器提示。當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開始”狀態(tài)開關。</p><

6、p>　　3 單元電路設計與參數(shù)計算</p><p>　　搶答器電路如圖2所示。</p><p>　　圖2 數(shù)字搶答器電路</p><p>　　該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號；二是禁止其他選手按鍵操作無效。</p><p>　　工作過程：開關S置于“清除”端時，RS觸發(fā)器

7、的端均為０，４個觸發(fā)器輸出置０，使74LS148的＝０，使之處于工作狀態(tài)。當開關S置于“開始”時，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當有選手將鍵按下時（如按下S5），74LS148的輸出經RS鎖存后，1Q=1，=1，74LS48處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，經譯碼顯示為“5”。此外，1Q＝１，使74LS148＝１，處于禁止狀態(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當按鍵松開即按下時，74LS148的此時由于仍為1Q＝１，使＝１，所以74LS148仍處于禁止

8、狀態(tài)，確保不會出二次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開關重新置于“清除”然后再進行下一輪搶答。 </p><p>　　定時電路如圖3所示。由節(jié)目主持人根據搶答題的難易程度，設定一次搶答的時間，通過預置時間電路對計數(shù)器進行預置，計數(shù)器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供?？深A置時間的電路選用十進制同步加減計數(shù)器74LS192進行設計。</p><p>　　報警電路如圖4

9、所示。由555定時器和三極管構成的報警電路如圖4所示。其中555構成多諧振蕩器，振蕩頻率fo＝1.43/[（RI＋2R2）C]，其輸出信號經三極管推動揚聲器。PR為控制信號，當PR為高電平時，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。</p><p>　　時序控制電路如圖5所示。時序控制電路是搶答器設計的關鍵，它要完成以下三項功能：① 主持人將控制開關撥到“開始”位置時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路進人正常搶答工作狀態(tài)。

10、</p><p>　　② 當參賽選手按動搶答鍵時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路停止工作。</p><p>　?、?當設定的搶答時間到，無人搶答時，揚聲器發(fā)聲，同時搶答電路和定時電路停止工作。圖中，門G1 的作用是控制時鐘信號CP的放行與禁止，門G2的作用是控制74LS148的輸人使能端。</p><p>　　圖5的工作原理是：主持人控制開關從“清除”位置撥到“開始

11、”位置時，來自圖 2中的74LS279的輸出 1Q=0，經G3反相， A＝1，則時鐘信號CP能夠加到74LS192的CPD時鐘輸入端，定時電路進行遞減計時。同時，在定時時間未到時，則“定時到信號”為 1，門G2的輸出=0，使 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)功能①的要求。當選手在定時時間內按動搶答鍵時，1Q＝1，經 G3反相， A＝0，封鎖 CP信號，定時器處于保持工作狀態(tài)；同時，門G2的輸出=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)

12、，從而實現(xiàn)功能②的要求。當定時時間到時，則“定時到信號”為0，=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進行搶答。同時，門G1處于關門狀態(tài)，封鎖 CP信號，使定時電路保持00狀態(tài)不變，從而實現(xiàn)功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報警電路及發(fā)聲的時間。</p><p><b>　　4 元器件清單</b></p><p><b>　　數(shù)字電路

13、實驗箱</b></p><p>　　集成電路 74LS148—1片，74LS279—1片，74LS48—3片，</p><p>　　74LS192—2片，NE555—2片，74LS00—1片，74LS121—1片。</p><p>　　電 阻 510Ω—2只，1KΩ—9只，4.7kΩ—l只，5.1kΩ—l只，</p><p&g

14、t;　　100kΩ—l只，10kΩ—1只，15kΩ—1只， 68kΩ—l只。</p><p>　　電 容 0.1uF—1只，10 uF—2只，100 uF—1只。</p><p>　　三極管 3DG12—1只。</p><p>　　其 它 發(fā)光二極管—2只，共陰極顯示器—3只。</p><p><b>　　5 安裝與調試&

15、lt;/b></p><p>　　（1）組裝調試搶答器電路。</p><p>　?。?）可預置時間的定時電路，并進行組裝和調試。當輸人1Hz的時鐘脈沖信號時，要求電路能進行減計時，當減計時到零時，能輸出低電平有效的定時時間到信號。</p><p>　?。?）調試報警電路。 </p><p>　　（4）定時搶答器的聯(lián)調，注意各部分電路之間

16、的時序配合關系。然后檢查電路各部分的功能，使其滿足設計要求。</p><p><b>　　6 結論與心得</b></p><p>　　通過這次對數(shù)字搶答器的設計與制作，讓我了解了設計電路的程序，也讓我了解了關于搶答器的基本原理與設計理念，要設計一個電路總要先用仿真仿真成功之后才實際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，再實際接線中有著各種各樣的條件制約

17、著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為芯片本身的特性而能夠成功。所以，在設計時應考慮兩者的差異，從中找出最適合的設計方法。</p><p><b>　　7 參考文獻</b></p><p>　　[1] 康華光. 電子技術基礎. 北京：高等教育出版社</p><p>　　[2] 彭華林等編. 數(shù)字電子技術. 長沙：湖南大學出版社 &